JP2022187727A - Press machine and press machine control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はプレス機に関する。 The present invention relates to presses.
上下の金型でワークを挟み込み、圧縮力を加え、ワークを加工するプレス機がある。プレス機にはさまざまな駆動機構およびプレス機構が存在し、それぞれ長所短所がある。 There is a press that processes the workpiece by sandwiching the workpiece between upper and lower dies and applying compression force. There are various drive mechanisms and press mechanisms in press machines, each of which has advantages and disadvantages.
特許文献1には、プレス機において、金型を高速に上下動作させるためにサーボモータを用いて、ワークをプレスする。また、ロードセルで測定した荷重が不足した場合に、サーボモータの先端に取り付けられた油圧シリンダによってさらに加圧する。すなわち、サーボモータと油圧シリンダとを多段で連結し、それぞれの機構の役割を異ならせたプレス機が開示されている。 In Patent Document 1, in a press machine, a workpiece is pressed using a servomotor for moving a mold up and down at high speed. Further, when the load measured by the load cell is insufficient, the pressure is further increased by the hydraulic cylinder attached to the tip of the servomotor. That is, a press machine is disclosed in which servomotors and hydraulic cylinders are connected in multiple stages and the roles of the respective mechanisms are differentiated.
特許文献2には、プレス機において、空隙部が設けられた金型でワークを挟み込みワークを閉じ込めた上で、別の駆動機構で駆動させるパンチにて当該空隙部のワークを打ち抜くプレス機が開示されている。
特許文献3には、プレス機において、サーボモータを複数同期制御することで、金型全体の上下動作と、金型内の一部の駆動部を高速駆動させることができるプレス機が開示されている。 Patent Literature 3 discloses a pressing machine capable of performing vertical movement of the entire die and high-speed driving of a part of the drive part in the die by synchronously controlling a plurality of servo motors in the press. there is
以上のように、複数の連動する駆動機構を用いたプレス機が開示されており、これらプレス機は、金型全体を上下動作させる場合に用いられたり、金型全体と当該金型の一部分とを個別に動作させる場合に用いられたりする。 As described above, presses using a plurality of interlocking drive mechanisms are disclosed, and these presses are used for moving the entire die up and down, or for moving the entire die and a part of the die. can be used to operate individually.
従来のプレス機として、モータによってカムを駆動させることで、高速に金型を上下動作させるカム方式と、サーボモータにより金型を上下動作させるサーボプレス方式とがある。 As a conventional press machine, there are a cam system in which a mold is moved up and down at high speed by driving a cam with a motor, and a servo press system in which a mold is moved up and down by a servomotor.
カム方式では、プレスのサイクルを高速にすることが可能であるが、金型の下死点位置はカムによって機械的に定まるため、ワークまたは環境に応じたプロファイルによって調整されたプレスを行うことが困難である。 With the cam method, it is possible to increase the speed of the press cycle, but since the bottom dead center position of the die is mechanically determined by the cam, the press can be adjusted according to the profile according to the work or environment. Have difficulty.
対して、サーボプレス方式では、金型の下死点位置にあたる停止位置を高精度に制御することが可能なため、ワークまたは環境に応じたプロファイルによって調整されたプレスを行うことが可能である。しかしながら、サーボプレス方式では高速動作させるためには、ボールネジのリードを大きくする必要があり、精度が低下することにつながる。 On the other hand, in the servo press method, the stop position corresponding to the bottom dead center position of the die can be controlled with high precision, so it is possible to perform press adjusted by the profile according to the workpiece or environment. However, in the servo press method, it is necessary to increase the lead of the ball screw in order to operate at high speed, which leads to a decrease in accuracy.
すなわち、プレス機における加工速度と加工精度はトレードオフの関係がある。そこで、本発明の一態様は、加工速度と加工精度を両立させるプレス機を実現することを目的とする。 That is, there is a trade-off relationship between the processing speed and the processing accuracy in the press machine. Accordingly, it is an object of one aspect of the present invention to realize a press that achieves both processing speed and processing accuracy.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るプレス機は、ワークをプレスするために対向している2つの金型と、該2つの金型の少なくとも一方を駆動するための第1駆動部および第2駆動部と、前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御する制御部と、を備え、第1駆動部は、第2駆動部に比べて高速に駆動可能であり、第2駆動部は、第1駆動部に比べて高精度に駆動可能であり、前記制御部は、前記第1駆動部の駆動状況に基づき、前記第2駆動部によって駆動される前記金型の停止位置を変更する。 In order to solve the above problems, a press according to one aspect of the present invention includes two dies facing each other for pressing a workpiece, and a second die for driving at least one of the two dies. a first driving section and a second driving section; and a control section for controlling the first driving section and the second driving section, wherein the first driving section can be driven at a higher speed than the second driving section. , the second driving section can be driven with higher precision than the first driving section, and the control section controls the mold driven by the second driving section based on the driving state of the first driving section. change the stop position of
上記の構成によれば、2つの金型の一方は、第1駆動部により高速に駆動できる。しかしながら、第1駆動部によって駆動される金型の停止位置の精度は低い。そこで、第1駆動部の駆動状況に基づき、第2駆動部によって駆動される金型の停止位置が変更される。これにより、前記2つの金型のギャップの精度を向上できる。その結果、プレス機において、加工速度と加工精度を両立させることができる。 According to the above configuration, one of the two molds can be driven at high speed by the first driving section. However, the precision of the stop position of the mold driven by the first driving section is low. Therefore, the stop position of the mold driven by the second driving section is changed based on the driving state of the first driving section. Thereby, the accuracy of the gap between the two molds can be improved. As a result, it is possible to achieve both processing speed and processing accuracy in the press machine.
前記2つの金型の一方は、前記第1駆動部にて駆動され、前記2つの金型の他方は、前記第2駆動部にて駆動されてもよい。 One of the two molds may be driven by the first drive section, and the other of the two molds may be driven by the second drive section.
上記の構成によれば、2つの金型をそれぞれ第1駆動部および第2駆動部で個別に駆動することができる。 According to the above configuration, the two molds can be individually driven by the first driving section and the second driving section.
前記2つの金型の一方は、前記第1駆動部および前記第2駆動部にて駆動され、前記2つの金型の他方は固定されてもよい。 One of the two molds may be driven by the first driving section and the second driving section, and the other of the two molds may be fixed.
上記の構成によれば、2つの金型の一方は第1駆動部および第2駆動部によって駆動され、固定された他方の金型に向かってプレスすることができる。 According to the above configuration, one of the two molds can be driven by the first driving section and the second driving section and pressed toward the other fixed mold.
前記第1駆動部の駆動状況は、前記第1駆動部によって駆動される前記金型の位置または速度であってもよい。 The driving condition of the first driving section may be the position or speed of the mold driven by the first driving section.
上記の構成によれば、第1駆動部の駆動状況としては、金型の位置または速度に基づき、第2駆動部の停止位置を変更することができる。 According to the above configuration, the stop position of the second driving section can be changed based on the position or speed of the mold as the driving state of the first driving section.
前記制御部は、前記第1駆動部が停止した後に、前記第2駆動部を停止させてもよい。 The control section may stop the second driving section after the first driving section is stopped.
上記の構成によれば、第1駆動部が停止してから、より高精度に動作できる第2駆動部によって、第1駆動部で発生したギャップの誤差を低減することができる。 According to the above configuration, the gap error generated in the first drive section can be reduced by the second drive section that can operate with higher accuracy after the first drive section stops.
前記制御部は、前記第2駆動部によって駆動される前記金型の停止位置を、前記ワークの降伏応力または耐力、前記2つの金型のそれぞれの温度、前記ワークの温度、および環境温度の少なくとも1つに基づき、変更してもよい。 The control unit controls the stop position of the mold driven by the second drive unit to at least the yield stress or proof stress of the workpiece, the temperature of each of the two molds, the temperature of the workpiece, and the environmental temperature. Based on one, it may be changed.
上記の構成によれば、様々な温度や、ワークの厚みの個体差などを考慮して、ワークごとに異なる停止位置に調整することで、高精度な製品を生産することができる。 According to the above configuration, it is possible to produce high-precision products by adjusting the stop position for each work in consideration of various temperatures, individual differences in thickness of the work, and the like.
前記制御部は、1度のプレス中に少なくとも1回、前記第2駆動部によって駆動される前記金型の停止位置を変更してもよい。 The control section may change the stop position of the die driven by the second driving section at least once during one press.
上記の構成によれば、プレス中に停止位置を動的に変更して、微調整することができる。 According to the above configuration, the stop position can be dynamically changed during pressing for fine adjustment.
前記制御部は、前記第1駆動部によって駆動される前記金型の停止位置を制御できてもよい。 The control section may control a stop position of the mold driven by the first drive section.
上記の構成によれば、第1駆動部によって駆動される金型も停止位置を制御することができる。そのため、2つの金型の間のギャップを制御することが容易になる。 According to the above configuration, the stop position of the mold driven by the first driving section can also be controlled. Therefore, it becomes easier to control the gap between the two molds.
上記の課題を解決するために、本発明の別の態様に係るプレス機の制御方法は、ワークをプレスするために対向している2つの金型を備えるプレス機の制御方法であって、前記プレス機は、該2つの金型の少なくとも一方を駆動するための第1駆動部および第2駆動部と、前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御する制御部と、を備え、第1駆動部は、第2駆動部に比べて高速に駆動可能であり、第2駆動部は、第1駆動部に比べて高精度に駆動可能であり、第1駆動部の駆動状況を取得するステップと、該駆動状況に基づき、第2駆動部の停止位置を変更するステップと、を含む。 In order to solve the above problems, a control method for a press according to another aspect of the present invention is a control method for a press provided with two dies facing each other for pressing a workpiece, The press includes a first drive section and a second drive section for driving at least one of the two dies, and a control section for controlling the first drive section and the second drive section, The first driving section can be driven at a higher speed than the second driving section, the second driving section can be driven with higher accuracy than the first driving section, and the driving status of the first driving section is acquired. and changing the stop position of the second driving section based on the driving situation.
上記の制御方法によれば、上述と同様の効果を奏する。 According to the control method described above, the same effect as described above can be obtained.
本発明の一態様によれば、加工速度と加工精度を両立させたプレス機ができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a press that achieves both processing speed and processing accuracy.
〔実施形態1〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
[Embodiment 1]
Hereinafter, an embodiment (hereinafter also referred to as "this embodiment") according to one aspect of the present invention will be described based on the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
§1.適用例
図1は、実施形態1に係るプレス機10の要部の構成を示すブロック図である。図2は、実施形態1に係るプレス機10の機械的な構成を表す概要図である。プレス機10は、ワーク40の上面に対向した第1金型11aと、ワークの下面に対向した第2金型11bとで、ワーク40を上下からプレスする。
§1. APPLICATION EXAMPLE FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a main part of a
プレス機10は、第1金型11aの温度を計測する第1温度計14aと、第2金型11bの温度を計測する第2温度計14bと、ワークの温度を計測するワーク温度計15と、環境温度を計測する環境温度計16と、ワークのプレス前後(加工前後)の厚みを計測するワーク厚みセンサ17とを備える。そのため、プレス機10はプレスに際し、様々な温度およびワークの加工前の厚みに基づき、ワーク40に対するプレス量を微細に調整することで、精度良い製品を加工する。
The
第1金型11aおよび/または第2金型11bは、第1駆動部および第2駆動部によって駆動できる。第1駆動部および第2駆動部は、駆動速度および位置精度が異なっている。第1駆動部は、位置精度が荒い代わりに、駆動速度が速い。対して、第2駆動部は、駆動速度が遅い代わりに、位置精度が高い。特徴が異なる第1駆動部と第2駆動部とを用いることで、プレス機10は、第1駆動部で高速にワーク40を圧縮した後に、第2駆動部で所望の寸法精度まで合わせこむ制御を行い、製品に加工できる。
The
§2.構成例
(プレス機10の概要)
プレス機10は、第1金型11aと、第2金型11bと、第1サーボモータ12aと、第2サーボモータ12bと、第1ボールネジ13aと、第2ボールネジ13bと、第1温度計14aと、第2温度計14bと、ワーク温度計15と、環境温度計16と、ワーク厚みセンサ17と、本体19と、プレスコントローラ20とを備える。
§2. Configuration example (outline of press machine 10)
The
図2に示すように、第1金型11aはワーク40の上面に対向し、第2金型11bはワーク40の下面に対向し、第1金型11aと第2金型11bとの間にワーク40を挟み込み、上下から外力をワーク40に加えプレスする。すなわち、第1金型11aと第2金型11bは互いに対向している。
As shown in FIG. 2, the
(プレス機10の機械構成)
本体19は、いわゆる筐体であり、可動しない部品が固定されている。
(Mechanical configuration of press machine 10)
The
第1金型11aおよび第2金型11bは、ワーク40を実際にプレスする金型であり、ワーク40に対し適切な外力を印加できる形状に形成されている。
The first die 11 a and the
第1サーボモータ12aおよび第2サーボモータ12bは、停止位置を制御可能なモータであり、本体19に固定されている。また、第1ボールネジ13aおよび第2ボールネジ13bは、それぞれ第1サーボモータ12aおよび第2サーボモータ12bのモータ軸に対し鉛直方向に固定されており、モータの回転に応じて、各ボールネジも回転する。第1ボールネジ13aの可動部は第1金型11aに固定されており、第2ボールネジ13bの可動部は第2金型11bに固定されている。
The
第1金型11aは、第1駆動部で上下動作する。すなわち、第1サーボモータ12aが回転することにより、第1ボールネジ13aが回転し、第1ボールネジ13aによって、第1金型11aが上下に駆動する。また、第2金型11bは、第2駆動部で上下動作する。すなわち、第2サーボモータ12bが回転することにより、第2ボールネジ13bが回転し、第2ボールネジ13bによって、第2金型11bが上下に駆動する。
The
また、第1サーボモータ12aと第1ボールネジ13aとを併せて、第1駆動部に対応する。第2サーボモータ12bと第2ボールネジ13bとを併せて、第2駆動部に対応する。
Also, the
第1ボールネジ13aおよび第2ボールネジ13bは、ボールネジに限定されず、チェーンまたはプーリおよびベルトなどによる何等かの駆動力を伝達する手段であればよい。
The
第2ボールネジ13bのリードは、第1ボールネジ13aのリードよりも短い。また、第2ボールネジ13bの精度は、第1ボールネジ13aの精度よりも高い。そのため、第2ボールネジ13bによる第2金型11bの精度は、第1ボールネジ13aによる第1金型11aの精度よりも、分解能が細かく、かつ繰返し再現性が高い。すなわち、第2駆動部は第1駆動部よりも高精度であるといえる。また、第2サーボモータ12bは、第1サーボモータ12aよりも高精度(高分解能および/または高い繰返し再現性)に制御できてもよい。
The lead of the
(プレス機10の計測器)
第1温度計14aおよび第2温度計14bは、それぞれ第1金型11aおよび第2金型11bの温度を計測する温度計である。また、ワーク温度計15はワーク40の温度を計測する温度計であり、環境温度計16は、プレス機10の設置環境の環境温度を計測する温度計である。さらに、ワーク厚みセンサ17は、ワーク40の加工前後の厚みを計測する。
(Measuring instrument of press machine 10)
The
(プレスコントローラ20の構成)
プレスコントローラ20は、位置取得部21と、温度取得部22と、厚み取得部23と、駆動制御部24と、制御部30とを備える。制御部30は、枚葉処理部31と、停止位置指令部32とを備える。
(Configuration of press controller 20)
The press controller 20 includes a
位置取得部21は、第1サーボモータ12aおよび第2サーボモータ12bのそれぞれのエンコーダからそれぞれのモータの位置を取得し、それぞれのボールネジとの関係を考慮し、第1金型11aおよび第2金型11bの位置を取得する。
The
位置取得部21は、エンコーダから位置を取得することに限定されない。すなわち、第1サーボモータおよび第2サーボモータに取り付けられたポテンショメータまたはレゾルバから取得してもよい。また、第1駆動部および第2駆動部の可動端(または第1ボールネジ13aおよび第2ボールネジ13bの可動部)に取り付けられたリニアエンコーダから、直接第1金型11aおよび第2金型11bの位置を取得してもよい。位置取得部21は、取得した位置を停止位置指令部32に出力する。また、位置取得部21は、駆動制御部24にフィードバック用の各サーボモータの位置出力を行う。さらに位置取得部21は、枚葉処理部31および停止位置指令部32に位置出力を行う。
The
温度取得部22は、第1温度計14aと、第2温度計14bと、ワーク温度計15と、環境温度計16とからそれぞれの部位における温度を取得する。温度取得部22は、取得した温度を枚葉処理部31に出力する。
The
厚み取得部23は、ワーク厚みセンサ17からワーク40の厚みを取得する。厚み取得部23は、取得したワーク40の厚みを枚葉処理部31に出力する。
The
駆動制御部24は、いわゆるサーボドライバであり、第1サーボモータ12aおよび第2サーボモータ12bを入力された位置に制御する。つまり、第1駆動部および第2駆動部もしくは第1金型11aおよび第2金型11bを指定された位置で停止させる。また、駆動制御部24は、第1サーボモータ12aおよび第2サーボモータ12bが出力しているトルクを取得し、各サーボモータの負荷を推測する。さらに、駆動制御部24は、推測した負荷を枚葉処理部31に出力する。
The
(制御部30の構成)
枚葉処理部31は、枚葉処理によって、プレス機10の前回のプレスの結果を次のプレスに反映する機能ブロックである。具体的には、加工前後におけるワーク40の厚みの変化、各部の温度、各サーボモータの負荷、ならびに材料ごとの応力および歪みの関係から、現在の温度状態における金型の摩耗量および熱変形量、を推測する。ここで、枚葉処理とは、複数ワークをまとめて処理するバッチ処理ではなく、ワーク1つごとに行う処理である。
(Configuration of control unit 30)
The single-
また、材料ごとの応力および歪みの関係を予めプレス機10に与えられない場合は、加工前後における負荷と厚みの変化量から、応力および歪みの関係を推測してもよい。また、合わせて、弾性係数、塑性係数、ならびに降伏応力または耐力などを推測してもよい。
Moreover, if the relationship between stress and strain for each material cannot be given to the
また、枚葉処理部31は、加工前のワーク40の厚みも入力する。枚葉処理部31は、金型の摩耗量および熱変形量、ワーク40の弾性係数、塑性係数、降伏応力または耐力、ならびにワーク40の厚みをまとめた情報として、停止位置指令部32に出力する。
The single-
停止位置指令部32は、プレスごとの枚葉処理部31の情報に加え、プレス中における第1金型11aと第2金型11bとの位置の情報から、第1駆動部および第2駆動部の停止位置を決定する機能ブロックである。停止位置指令部32は、決定した停止位置を駆動制御部24に出力する。
The stop
§3.動作例
図3は、実施形態1に係るプレス機10の動作の流れを表すフローチャートである。
§3. Operation Example FIG. 3 is a flowchart showing the operation flow of the
S11において、枚葉処理部31は、新しいワーク40の厚みと温度を計測する。枚葉処理部31は、計測した結果に基づき、新しいワーク40の弾性係数を導出し、弾性係数と厚みを停止位置指令部32に出力する。
In S<b>11 , the single-
S12において、停止位置指令部32は、枚葉処理部31から取得した、前回の金型の摩耗量および熱変形量と、ワーク40の弾性係数、塑性係数、耐力または降伏応力、ならびに厚みなどの各種情報を取得する。停止位置指令部32は、当該各種情報に加え、位置取得部21から取得した第1サーボモータ12aおよび第2サーボモータ12bの位置から、第1金型の停止位置と、第2金型の停止位置とを決定する。その後、停止位置指令部32は、停止位置を駆動制御部24に出力する。次に、S21およびS23の処理を並列して行う。
In S12, the stop
S21において、駆動制御部24は、入力された停止位置を目標位置として、第1サーボモータ12aを制御する。
In S21, the
S22において、位置取得部21は、第1サーボモータのエンコーダから、第1サーボモータの位置を取得し、第1金型11aの位置を計測する。
In S22, the
S23において、駆動制御部24は、入力された停止位置を目標位置として、第2サーボモータ12bを制御する。
In S23, the
S24において、位置取得部21は、第2サーボモータのエンコーダから、第2サーボモータの位置を取得し、第2金型11bの位置を計測する。
In S24, the
S31において、停止位置指令部32は、第1金型11aおよび第2金型11bの位置から第1金型11aおよび第2金型11bがともに目標位置に到達したかを判断する。目標位置に到達した場合(S31においてYes)、S32に進む。目標位置に到達しなかった場合(S31においてNo)、S12に戻る。すなわち、停止位置指令部32は、第1金型11aおよび第2金型11bがともに目標位置に到達するまで、第1駆動部および第2駆動部は、第1金型11aおよび第2金型11bを駆動する。また、第2駆動部は動的に目標位置を変更し続ける。ここで、目標位置に到達したかどうかは、各駆動部において、各金型の位置と目標位置との偏差が所定の閾値以下になったことによって判断する。
In S31, the stop
S32において、第1金型11aおよび第2金型11bを目標位置で所定時間待機させる。この時間を停止時間Twaitとする。
In S32, the
S33において、枚葉処理部31は、位置取得部21から取得した第1金型11aおよび第2金型11bの位置から、第1金型11aおよび第2金型11b間のギャップを算出する。
In S<b>33 , the single-
S34において、枚葉処理部31は、第1サーボモータ12aおよび第2サーボモータ12bのトルクから、第1金型11aおよび第2金型11bがワーク40に印加している負荷を推測する。
In S34, the single-
S35において、駆動制御部24は、第1金型11aおよび第2金型11bを動作させ、金型を開く。
In S35, the
S36において、厚み取得部23は、加工後の計測したワーク40の厚みを取得する。
In S36, the
S37において、温度取得部22は、第1温度計14aと、第2温度計14bと、環境温度計16とを計測する。ここで、ワーク温度計15によってワーク温度を再度計測していた場合、温度による計測量の補正および温度によるワークの変形量の補正を行うことができ、金型の摩耗量および熱変形量を算出する精度、局所的な弾性係数または塑性係数を導出する精度等を向上させる効果がある。
In S<b>37 , the
S38において、枚葉処理部31は、第1金型11aおよび第2金型11bの摩耗量および熱変形量を算出する。
In S38, the single
S39において、ワーク40を排出し、次のワーク40の投入を準備する。
At S39, the
§4.作用・効果
S31の条件が成立するまで、S12からS31の処理を繰り返すことにより、第1金型11aおよび第2金型11bを目標位置で停止させることができる。ここで、第1金型11aを駆動させる第1駆動部の方が、第2金型11bを駆動させる第2駆動部よりも、駆動速度が速いが、分解能および/または繰返し再現性が悪い特徴を有する。
§4. Action/Effect By repeating the processing from S12 to S31 until the condition of S31 is satisfied, the
そのため、第1金型11aを先に停止させ、第1金型11aの停止位置を考慮して、第2金型の停止位置を決定することができる。したがって、第1駆動部で発生した誤差を、第2駆動部で補正することができ、第1金型と第2金型との間のギャップを高精度に制御することができる。ギャップが高精度なため、プレス機10によるプレスされた製品(ワーク40)も高精度になる。
Therefore, the
図4は、実施形態1に係る第1金型11aおよび第2金型11bの位置の変化を表すグラフである。図5は、実施形態1に係る第1金型11aおよび第2金型11bの位置の変化を表す別のグラフである。
FIG. 4 is a graph showing changes in the positions of the
図4および図5において、破線が理想的な目標位置の変化を表す。図4および図5の破線が示すように、第1金型11aと第2金型11bは同時に動作を開始し、第1金型は下降し、第2金型は上昇する。目標位置においては、第1金型11aおよび第2金型11bは、同時に停止位置で停止する。第1金型11aおよび第2金型11bが停止した後、所定の時間動作を停止し、ワーク40に外力を加え、その後、第1金型が上昇し、第2金型が下降して、金型を開き、ワーク40を取り出せるようにする。
In FIGS. 4 and 5, dashed lines represent changes in the ideal target position. As indicated by the dashed lines in FIGS. 4 and 5, the
図4において、実線は実際の位置の変化である。図4の実線が示すように、第1金型が理想的な目標位置の変化よりも下側に行き過ぎてしまった状態で第1金型停止位置で停止する。そのため、第2金型は、理想的な目標位置よりも下側に目標位置を修正し、第2金型停止位置で停止する。そのため、第2金型は第1金型よりも遅れて停止する。 In FIG. 4, the solid line is the change in actual position. As shown by the solid line in FIG. 4, the first mold stops at the first mold stop position in a state where the first mold has gone too far below the change in the ideal target position. Therefore, the second mold corrects the target position below the ideal target position and stops at the second mold stop position. Therefore, the second mold stops later than the first mold.
図5において、実線は実際の位置の変化である。図5の実線が示すように、第1金型が理想的な目標位置の変化に到達せず上側の第1金型停止位置で停止する。そのため、第2金型は、理想的な目標位置よりも上側に目標位置を修正し、第2金型停止位置で停止する。そのため、第2金型は第1金型よりも遅れて停止する。 In FIG. 5, the solid line is the change in actual position. As shown by the solid line in FIG. 5, the first mold does not reach the ideal target position change and stops at the upper first mold stop position. Therefore, the second mold corrects the target position above the ideal target position and stops at the second mold stop position. Therefore, the second mold stops later than the first mold.
図4および図5に示すように、第1駆動部の駆動速度が速く、第2駆動部よりは高精度ではないため、目標位置からずれた第1金型停止位置で第1金型は停止してしまう。そのため、第1金型の目標位置と第1金型停止位置との誤差を解消するために、第1駆動部の駆動状況に基づき、第2駆動部は、第1駆動部が停止した後も動作を続け、第2金型停止位置で第2金型を停止させる。この動作により、実施形態1に係るプレス機10は、加工速度と加工精度を両立させることができる。この加工速度と加工精度を両立させるために、第1駆動部および第2駆動部は異なる特徴を有している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the driving speed of the first driving unit is fast and the accuracy is not as high as that of the second driving unit, so the first mold stops at the first mold stop position deviated from the target position. Resulting in. Therefore, in order to eliminate the error between the target position of the first mold and the stop position of the first mold, based on the driving state of the first driving unit, the second driving unit keeps moving even after the first driving unit stops. Continue the operation to stop the second mold at the second mold stop position. By this operation, the
ここで、第1駆動部の駆動状況としては、第1駆動部によって駆動される第1金型の位置、または速度などの情報である。また、第2駆動部は、第1駆動部の駆動状況に合わせて、誤差を低減するように第2金型の位置を第1金型に追従させて、停止位置を補正する。すなわち、第1金型が第1駆動部によって停止した1度のみ、第2駆動部の目標位置を変更するのではなく、プレス中に動的に誤差を低減するように第2駆動部の目標位置を変更していく。 Here, the driving status of the first driving section is information such as the position or speed of the first mold driven by the first driving section. In addition, the second driving section causes the position of the second mold to follow the position of the first mold so as to reduce errors in accordance with the driving state of the first driving section, thereby correcting the stop position. That is, instead of changing the target position of the second drive unit only once when the first die is stopped by the first drive unit, the target position of the second drive unit is changed so as to dynamically reduce the error during pressing. changing position.
第1駆動部および第2駆動部の異なる特徴は、例えば、ボールネジのリードの長さまたはボールネジの加工精度が挙げられる。ボールネジのリードが長い場合、駆動速度が速くなるが、その分だけ停止位置の分解能が低下する。対して、ボールネジのリードが短い場合、駆動速度が遅くなるが、その分だけ停止位置の分解能が向上する。また、ボールネジの加工精度が高いほど、繰返し再現性が高くなり、ばらつきが少ない製品を生産することができる。 The different characteristics of the first drive section and the second drive section include, for example, the length of the lead of the ball screw or the machining accuracy of the ball screw. When the lead of the ball screw is long, the driving speed increases, but the stop position resolution decreases accordingly. On the other hand, if the lead of the ball screw is short, the drive speed will be slow, but the resolution of the stop position will be improved accordingly. In addition, the higher the machining accuracy of the ball screw, the higher the reproducibility, and the less variation the product can be produced.
ここで、第1駆動部と第2駆動部の駆動速度または精度(分解能および繰返し再現性)の関係に関しては、上述と異なっていてもよい。つまり、第1駆動部が第2駆動部よりも高精度で駆動でき、第2駆動部が第1駆動部よりも高速で駆動できてもよい。つまり、2つの金型の一方を第1駆動部が駆動し、他方の金型を第2駆動部が駆動し、第1駆動部と第2駆動部では、片方が他方に比べ高速に駆動可能であり、他方が片方に比べ高精度に駆動可能であればよい。 Here, the relationship between the drive speeds or accuracies (resolution and repeatability) of the first drive unit and the second drive unit may be different from the above. That is, the first driving section may be driven with higher accuracy than the second driving section, and the second driving section may be driven at a higher speed than the first driving section. That is, one of the two molds is driven by the first driving section, and the other mold is driven by the second driving section. , and it is sufficient if the other can be driven with higher precision than the other.
また、様々な温度およびワークの加工前後の厚みを計測し、プレスごとに反映することによって、高精度な製品を生産することができる。 In addition, by measuring various temperatures and the thickness of the workpiece before and after processing and reflecting the results for each press, it is possible to produce highly accurate products.
また、プレス時の第1サーボモータ12aおよび第2サーボモータ12bのトルクから負荷を推定し、ワーク40ごとの加工前後の変形量から、ワーク40の降伏応力または耐力を含めた応力と歪みの関係を推測し、次のプレスに適用し補正することができる。そのため、補正によって高精度な製品を生産することができる。この時、第1サーボモータ12aおよび第2サーボモータ12bのトルクから負荷を推測するのではなく、ロードセルなどを用いて、負荷を実測しても構わない。
In addition, the load is estimated from the torque of the
(金型温度に応じた補正)
枚葉処理部31における、第1温度計14aによる第1金型の温度および第2温度計14bによる第2金型の温度に応じて、目標位置を補正することにより、高精度な製品を生産できる。
(Correction according to mold temperature)
High precision products are produced by correcting the target position according to the temperature of the first mold by the
第1金型および第2金型の温度が高いほど、金型自体が熱膨張しているため、必要なギャップ(第1金型と第2金型との距離)を狭くとるようにすることで、所定の寸法の製品を得ることができる。 The higher the temperature of the first mold and the second mold, the more the mold itself thermally expands, so the necessary gap (distance between the first mold and the second mold) should be narrowed. , a product of given dimensions can be obtained.
(環境温度に応じた補正)
枚葉処理部31における、環境温度計16による環境温度に応じて、第1ボールネジ13aおよび第2ボールネジ13bも熱膨張する。そのため、高精度な製品を生産するためには、目標位置(必要なギャップ)を環境温度に応じて補正する必要がある。
(Correction according to environmental temperature)
The first ball screw 13 a and the
環境温度が高いほど、第1ボールネジ13aおよび第2ボールネジ13bのリードは大きくなるため、必要なギャップを狭くとるようにすることで、所定の寸法の製品を得ることができる。
Since the leads of the
また、ワーク40自体の応力と歪みの関係が温度に応じて変化し、温度に応じて降伏応力または耐力も変化する。そのため、ワーク温度が高いほど、ワーク40自体の弾性領域における弾性係数および、塑性領域になる降伏応力または耐力も低下する。これらの変化を考慮することにより、所定の寸法の製品を得ることができる。
Moreover, the relationship between the stress and strain of the
(ワーク40の弾性係数に応じた補正)
ワーク40の弾性係数が高いほど、印加すべき応力が高くなるため、必要なギャップを小さくする必要がある。また、ワーク40の弾性係数が高いほど、時間をかけてワーク40を塑性変形させる必要があるために、停止時間Twaitを大きくする必要がある。これらの補正を行うことにより、所定の寸法の製品を得ることができる。
(Correction according to elastic modulus of workpiece 40)
The higher the modulus of elasticity of the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(プレス機10aの機械構成)
図6は、実施形態2に係るプレス機10aの機械的な構成を表す概要図である。プレス機10aは、プレス機10と異なり、第2駆動部が駆動する対象が異なり、第2駆動部は第1駆動部を駆動する。また、プレス機10aでは、プレス機10と異なり、ワーク40の下面に対向した第2金型11bは本体19に固定されている。第1金型11aは、第1駆動部によって駆動される点は変わらない。
(Mechanical configuration of
FIG. 6 is a schematic diagram showing the mechanical configuration of the
具体的には、第2サーボモータは本体19に固定されており、第1サーボモータは本体19に固定されていない。第2ボールネジ13bは、第1サーボモータ12aを駆動するように組み立てられている。そのため、第2サーボモータ12bが第2ボールネジ13bを回転させることで、第1サーボモータ12aと第1ボールネジ13aと第1金型11aとは上下動作する。また、第1サーボモータ12aが第1ボールネジ13aを回転させることで、第1金型11aは上下動作する。したがって、第1金型11aは、第1駆動部および第2駆動部で駆動し、その移動量は、第1駆動部および第2駆動部の移動量の足し合わせになる。
Specifically, the second servomotor is fixed to the
(プレス機10aの作用・効果)
また、プレス機10aでも、プレス機10と同様に、第1駆動部および第2駆動部の駆動速度、分解能、および繰返し再現性などは異なっている。第2駆動部は、第1駆動部よりも高分解能でありかつ繰返し再現性が高い(高精度な)特徴を有する。対して、第1駆動部は、第2駆動部よりも駆動速度が速い特徴を有する。
(Action and effect of the
Also, in the
そのため、プレス機10aでもプレス機10と同様に、駆動速度が速い第1駆動部でもって、高速に第1金型11aと第2金型11bとのギャップを縮める。その後、高精度に駆動する第2駆動部でもって、精度良く第1金型11aと第2金型11bとのギャップを微調整し、高精度なギャップにする。
Therefore, in the
したがって、実施形態2に係るプレス機10aでも、実施形態1に係るプレス機10と同様に、加工速度と加工精度を両立することができる。また、プレス機10aでは、第1駆動部および第2駆動部がともに第1金型11aを上方から下方に下ろす動作をするため、ボールネジで発生するバックラッシの影響によるガタが発生し辛い特徴も有する。
Therefore, the
ここで、第1駆動部と第2駆動部との駆動速度または精度(分解能および繰返し再現性)の関係に関しては、上述と異なっていてもよい。つまり、第1駆動部が第2駆動部よりも高精度で駆動でき、第2駆動部が第1駆動部よりも高速で駆動できてもよい。すなわち、2つの金型の一方が、互いに連結した第1駆動部および第2駆動部によって駆動し、他方の金型が固定されていればよい。ここで、第1駆動部と第2駆動部では、片方が他方に比べ高速に駆動可能であり、他方が片方に比べ高精度に駆動可能であればよい。 Here, the relationship between the driving speed or accuracy (resolution and repeatability) between the first driving section and the second driving section may be different from that described above. That is, the first driving section may be driven with higher accuracy than the second driving section, and the second driving section may be driven at a higher speed than the first driving section. That is, it is sufficient that one of the two molds is driven by the first driving section and the second driving section that are connected to each other, and the other mold is fixed. Here, it is sufficient that one of the first driving section and the second driving section can be driven at a higher speed than the other, and the other can be driven with higher precision than the other.
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 3]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(プレス機10bの機械構成)
図7は、実施形態3に係るプレス機10bの要部の構成を示すブロック図である。図8は、実施形態3に係るプレス機10bの機械的な構成を表す概要図である。プレス機10bは、プレス機10と異なりギャップセンサ18を備え、プレスコントローラ20に代わりプレスコントローラ20bを備える点が異なる。プレスコントローラ20bは、プレスコントローラ20と異なり、ギャップ取得部25を備える。
(Mechanical configuration of
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the essential parts of the
ギャップセンサ18は、第1金型11aと第2金型11bとの間隔(ギャップ)を計測するセンサである。ギャップセンサ18としては、マイクロメータなどが挙げられる。
The
ギャップ取得部25は、ギャップセンサ18が計測したギャップを取得する。ギャップ取得部25は、取得したギャップを枚葉処理部31および停止位置指令部32に出力する。
The
(プレス機10bの動作)
枚葉処理部31は、実施形態1では、位置取得部21から取得した第1金型11aおよび第2金型11bの位置からギャップを推測し補正に用いたが、実施形態3では、実際にギャップを計測し補正に用いる。そのため、第1駆動部および第2駆動部で発生する機械的なガタおよび金型の熱膨張の影響を実測した補正が可能になり、より高精度な製品を作成できる。
(Operation of
In the first embodiment, the single
停止位置指令部32でも、枚葉処理部31と同様に、第1金型11aおよび第2金型11bの位置による制御ではなく、第1金型11aと第2金型11bとのギャップによる制御を行い、第1駆動部および第2駆動部を駆動することができる。そのため、第1駆動部および第2駆動部で発生する機械的なガタおよび金型の熱膨張の影響を実測した補正が可能になり、より高精度な製品を作成できる。
Similarly to the single-
(変形例1)
実施形態3に係るプレス機10bでは、第1金型11aと第2金型11bとのギャップによって、制御をおこなうため、第1駆動部は位置制御を行わないシリンダでもよい。この場合でも、第2駆動部は、第1駆動部で発生した誤差を補間するように動作する。そのため、第1駆動部が位置制御を行わなくても、ギャップセンサ18と第2駆動部で第1金型11aと第2金型11bとのギャップを制御できるため、高精度な製品を作成できる。
(Modification 1)
In the
(変形例2)
上述した実施形態に係るプレス機では、第1金型および第2金型によって、ワークが上下方向でプレスされる構成に関して示したが、この構成に限定されない。例えば、第1金型および第2金型によって、ワークが左右方向でプレスされる構成であってもよい。
(Modification 2)
In the press machine according to the above-described embodiment, the configuration in which the work is vertically pressed by the first die and the second die has been described, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the workpiece may be pressed in the left-right direction by the first mold and the second mold.
具体的には、第1金型および第2金型の各対向面は、上段部および下段部を備えた段状となっている。第1金型の上段部を第2金型の上段部に当接させ、第1金型の下段部を第2金型の下段部に当接させて、第1金型および第2金型を、互いに接近するように左右方向にスライドさせる。これにより、第1金型の下段部と第2金型の上段部との間でワークが左右方向にプレスされる。 Specifically, the opposing surfaces of the first mold and the second mold are stepped with an upper step portion and a lower step portion. The upper part of the first mold is brought into contact with the upper part of the second mold, and the lower part of the first mold is brought into contact with the lower part of the second mold to form the first mold and the second mold. slide left and right toward each other. As a result, the workpiece is pressed in the left-right direction between the lower part of the first mold and the upper part of the second mold.
また、上述した実施形態では、第1金型および第2金型が上下方向に移動する構成であったが、これに限定されず、例えば、上下方向に対し斜めの方向に第1金型および第2金型が移動する構成であってもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the first mold and the second mold are configured to move in the vertical direction, but the present invention is not limited to this. A configuration in which the second mold moves may be used.
また、上述した実施形態では、第1金型および第2金型は対向面が水平平面上に設けられる構成であったが、これに限定されず、例えば、鉛直平面上に設けられてもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the first mold and the second mold are configured such that the opposing surfaces are provided on a horizontal plane, but the present invention is not limited to this, and may be provided on a vertical plane, for example. .
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.
10、10a、10b プレス機
11a 第1金型
11b 第2金型
12a 第1サーボモータ(第1駆動部)
12b 第2サーボモータ(第2駆動部)
13a 第1ボールネジ(第1駆動部)
13b 第2ボールネジ(第2駆動部)
14a 第1温度計
14b 第2温度計
15 ワーク温度計
16 環境温度計
17 ワーク厚みセンサ
18 ギャップセンサ
19 本体
20、20b プレスコントローラ
21 位置取得部
22 温度取得部
23 厚み取得部
24 駆動部
25 ギャップ取得部
30 制御部
31 枚葉処理部
32 停止位置指令部
40 ワーク
10, 10a,
12b second servo motor (second drive unit)
13a first ball screw (first drive unit)
13b Second ball screw (second drive unit)
14a
Claims (9)
該2つの金型の少なくとも一方を駆動するための第1駆動部および第2駆動部と、
前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御する制御部と、を備え、
第1駆動部は、第2駆動部に比べて高速に駆動可能であり、
第2駆動部は、第1駆動部に比べて高精度に駆動可能であり、
前記制御部は、前記第1駆動部の駆動状況に基づき、前記第2駆動部によって駆動される前記金型の停止位置を変更するプレス機。 two dies facing each other for pressing the workpiece;
a first drive section and a second drive section for driving at least one of the two molds;
a control unit that controls the first drive unit and the second drive unit,
The first drive section can be driven at a higher speed than the second drive section,
The second drive section can be driven with higher precision than the first drive section,
The press machine, wherein the control section changes a stop position of the die driven by the second driving section based on the driving status of the first driving section.
前記2つの金型の他方は固定されている請求項1に記載のプレス機。 One of the two molds is driven by the first driving section and the second driving section,
2. A press according to claim 1, wherein the other of said two dies is fixed.
前記プレス機は、
該2つの金型の少なくとも一方を駆動するための第1駆動部および第2駆動部と、
前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御する制御部と、を備え、
第1駆動部は、第2駆動部に比べて高速に駆動可能であり、
第2駆動部は、第1駆動部に比べて高精度に駆動可能であり、
第1駆動部の駆動状況を取得するステップと、
該駆動状況に基づき、第2駆動部の停止位置を変更するステップと、を含むプレス機の制御方法。 A control method for a press having two dies facing each other for pressing a workpiece, comprising:
The press machine
a first drive section and a second drive section for driving at least one of the two molds;
a control unit that controls the first drive unit and the second drive unit,
The first drive section can be driven at a higher speed than the second drive section,
The second drive section can be driven with higher precision than the first drive section,
a step of acquiring the driving status of the first driving unit;
and changing a stop position of the second driving unit based on the driving condition.
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